带轴心直齿轮模具设计

题 目： 带轴心直齿轮模具设计 摘要 本设计为齿轮注塑模的设计,设计分型面选在截面最大处,由于产品有内孔,所以模具结构需要侧抽芯，塑件成型后利用推管将成型制品从 动模上推出，回程时利用复位杆复位。 设计中需要对塑件的尺寸进行计算，确定尺寸精度，然后进行注射机的选取。对注射机参数进行校核，包括模具闭合厚度、模具安装尺寸、模具开模行程、注射机的锁模力等。各个参数都满足要求后才能确定注射机的型号。 在设计过程中，为了更清楚的表达模具的内部结构，因此附有大量的模具结构图和模具局部图，并通过通过CAD和三维软件画出它的二维、三维立体图。 关键词：塑料件,分型面,浇口,工艺分析 I 南京工程学院毕业设计说明书（论文） Abstract This design is the design of injection mould for the cabinet. The design uses two mold cavity, type of the sprue is latent gate, the parting surface is chosen in the maximum section of the plastics. After plastics are molded， molding products are driven by putting from dynamic model,then using reset stem returned. In the design,the size of the plastic parts needed to calculate ,thendetermine the size precision and select the type of injection moulding machine. Checking the parameters of injection machine, including the thickness of mold closing,the size of mould installation,the trip of opening mold ,the clamping force of injection machine,and so on. Determining the model of injection machine after each parameter are meet the requirements. Finally use the UG software to mill out molding parts. In the design process , in order to express the internal structure of mould clearly，there have a lot of mould structure and mould local charts ，then through CAD and ug software plot its 2d, 3d stereo. Keywords: Cabinet,Parting surface,Runner,Process analysis I 目 录 摘要 I 第一章 绪论 1 第二章 塑件分析 3 2.1塑件结构 3 2.2 制品质量 3 2.3 尺寸精度 4 第三章 材料的选择与工艺性分析 5 3.1 注塑成型工艺简介 5 3.2 塑件材料选择 6 3.3 材料ABS的注塑成型参数 6 3.4 材料ABS性能 6 3.5 初选择注塑机 8 第四章 拟定模具结构形式 9 4.2 型腔数量的确定 9 第五章 注塑机的选择及校核 11 5.1 最大注塑量的校核 11 5.2 锁模力的校核 11 5.3 塑化能力的校核 11 5.4 喷嘴尺寸校核 11 5.5 定位圈尺寸校核 12 5.6 模具外形尺寸校核 12 5.7 模具厚度校核 12 5.8 模具安装尺寸校核 13 第六章 浇注系统的设计 14 6.1 主流道 15 6.2 分流道与浇口 16 第七章 成型零件的工作尺寸计算 16 7.1 成型零件工作尺寸的计算 17 7.1.2型芯尺寸的计算: 19 7.1.3侧型芯尺寸计算: 20 7.2 型腔壁厚、支撑板厚度的确定 22 第八章 脱模推出机构的设计 24 8.1 在设计脱模推出机构是应遵循下列原则 25 8.2 脱模力的计算 25 8.3 推管的设计 25 第九章 排气系统设计 26 第十章 温度调节系统设计 27 10.1 对温度调节系统的要求 28 10.2 冷却系统设计 28 10.2.1 设计原则 28 10.2.2 冷却时间的确定 29 第十一章 导向与定位机构 29 第十三章 侧抽芯设计 36 13.1 斜导柱设计 38 13.2 滑槽的设计 40 13.3 楔紧设计 41 13.4 滑块定位设计 41 13.5 弹簧设计计算 42 第十四章 注塑工艺不良缺陷以及成因 42 14.1 残余应力引起的龟裂 43 14.2 外部应力引起的龟裂 43 14.3 外部环境引起的龟裂 44 结论 46 参考文献 47 致 谢 48 III 第一章 绪论 随着电子、信息等高新技术的不断发展，我国模具技术的发展呈现以下趋势。 1. 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 2. 模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展 3. 快速经济制模技术得到应用 4. 特种加工技术有了进一步的发展 5. 模具自动加工系统的研制和发展 6. 模具材料及表面处理技术发展迅速 7. 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同 另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现 了一些新的设计、生产、管理理念与模式。主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的精益生产；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产模式；模具标准件的日渐广泛应用（模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本）；广泛采用标准件、通用件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。 生产塑件中，注射模是一种广为利用的制造工艺[1]。注射模的基本原则是固体聚合物在熔融状态下注射进模腔内，经过冷却，然后在模中被顶出。因此注射模工艺过程涉及到填充阶段，冷却阶段和顶出阶段。因此注射模的工艺过程主要就是决定于成型周期，而冷却时间又是最重要的一个步骤。成型的冷却时间决定了生产塑件的速度。一直以来，现代工业中，时间与成本有着很大的关连，生产时间越长成本越高。降低零件冷却时间将会大大提高生产速率和降低成本。因此在典型的成型过程中，了解并优化热传导是非常重要的。注塑件和模具之间的热交换对注射成型的经济行为起着决定性的因素。 必须达到稳定状态下（即可以脱模时）才能将塑件热量释放。需要达到这个状态的时间叫做零件冷却时间或者冻结时间。正确的冷却系统设计必须使得聚合塑料件与模具之间有最佳的热传导。在传统的模具中，通过在模心和模腔里创建直孔，然后通以冷却液并导走聚合塑料件多余的热量，可以实现降低冷却时间。这种加工孔的方法依赖于普通加工工艺，例如钻孔，却不能生产复杂的轮廓状通道或者立体空间里的隐藏部位。 39 第二章 塑件分析 2.1塑件结构 图2-1 塑件图 技术要求： 1零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。 2齿高系数ha=1,齿根系数c=0.25,模数m=1，齿数Z=28。 3未注形状公差应符合GB1184-80的要求。 该齿轮制件形状比较简单,都是平面构成 外观要求较严,由于产品结构有内孔,所以需要较复杂机构,例如侧抽芯等 2.2 制品质量 塑件的体积:V1=4.65cm3 塑件的质量：M=4.65x1.2g=5.58g 2.3 尺寸精度 塑件尺寸的大小受塑料流动性的影响，在注射成型和压注成型中，流动性差的塑料和壁薄的塑件尺寸不能设计的过大，否则容易造成填充不足或形成冷接缝，从而影响制件的外观和强度。因此，在设计塑件尺寸时应对塑件的流动距离比等方面进项校核。另外，注射的塑件尺寸要受到注射机的注射量、锁模力和模板尺寸的限制。 由于改制件未标注公差，查（《塑料成型模具》P33表2-1-1、2-1-2）取MT5. 第三章 材料的选择与工艺性分析 3.1 注塑成型工艺简介 注塑成型是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，而后由柱塞或往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。它不仅可在高生产率下制得高精度，高质量的制品，而且可加工的塑料品种多和用途广，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。一般分为三个阶段的工作。 图3-1 注塑成型压力—时间曲线 1.物料准备：为了使注塑能顺利地进行并保证产品得到质量，在成型前有一系列的准备工作。包括对物料的颗粒情况、外观色泽，杂质含量等进行检验，并测试其流动性，热稳定性和收缩率等指标。对于吸湿性比较强的塑料，应进行适当的预热干燥，为了保证顺利脱模，部分塑料制品还需要选用脱模剂。 2.注塑过程：塑料在料筒内经过塑化达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用图2表示。图中T0代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（T=T1）时，熔体压力迅速上升，达到最大值P0。从时间T1到T2，塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从T2到T3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。 3.塑件的后处理：为了消除塑件内存在的应力、改善塑件的性能和提高尺寸的稳定性，注射长兴的塑件经脱模或机械加工后，常需要适当的后处理。主要的后处理方法有退火和调湿处理。 3.2 塑件材料选择 1.成型前的准备 对ABS的色泽、细度和均匀度进行检验。由于ABS的吸水率大约为0.2%～0.8%，容易吸湿，成型前应进行充分的干燥，干燥至水分含量<0.3%。干燥条件：用烘箱以80～85℃烘2～4小时或用干燥料斗以80℃烘1～2小时。 2.注射过程 塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、保压、倒流、和冷却、脱模、5个阶段。 3.塑件的后处理 采用调湿处理，其热处理条件查参考文献【1】中的表4-7由处理温度为70℃；保湿时间为2～4小时。 3.3 材料ABS的注塑成型参数 注射机：螺杆式； 螺杆转数（r/min）：48； 料筒温度（℃）：前段 200～220； 中段 180～200； 后段 160～180； 喷嘴温度（℃）：170～180； 模具温度（℃）：50～80； 注射压力（MPa）：70～100； 成型时间（s